DE1211724B - Pressed matrix cathode for electrical discharge tubes - Google Patents

Description

Gepreßte Matrixkathode für elektrische Entladungsröhren Die Erfindung betrifft eine gepreßte Matrixkathode für elektrische Entladungsröhren. Solche Matrixkathoden bestehen in der Regel aus einem porösen Sinterkörper, der die emissionsaktiven Stoffe enthält. Diese Stoffe wandern dann zum Teil bei Heizung der Kathode durch die Poren des Sinterkörpers an die Oberfläche der Kathode, wo sie die emittierenden Schichten bilden.Pressed matrix cathode for electric discharge tubes The invention relates to a pressed matrix cathode for electric discharge tubes. Such matrix cathodes usually consist of a porous sintered body that contains the emission-active substances contains. Some of these substances then migrate through the pores when the cathode is heated of the sintered body to the surface of the cathode, where they make the emitting layers form.

Die bisher bekannten Matrixkathoden bestehen in der Regel aus gepreßtem Metallpulver bzw. aus gepreßten Gemischen von solchen Metallpulvern. Die emissionsaktiven Stoffe werden diesen Metallpulvern entweder vorher beigegeben, oder sie werden später in den Sinterkörper eingebracht.The previously known matrix cathodes usually consist of pressed Metal powder or from pressed mixtures of such metal powders. The emission-active Substances are either added to these metal powders beforehand, or they are added later introduced into the sintered body.

Bei dieser Gattung von Kathoden zeichnen sich insbesondere die Nickel-Matrixkathoden aus, die den Vorteil haben, daß sie gegenüber anderen Typen eine niedrigere Betriebstemperatur erfordern. Dieser Vorteil wirkt sich in einer niedrigeren Heizleistung und als Folge davon weiterhin. darin aus, daß eine Verdampfung der der Kathode benachbarten Röhrenteilen kaum zu befürchten ist. Solche Nickel-Matrixkathoden erfordern meistens eine Betriebstemperatur von 900° C im Gegensatz zu Kathoden auf der Wolfram- oder Molybdän-Basis, für die eine Betriebstemperatur von 1000 bis 1200' C erforderlich ist.In this type of cathode, the nickel matrix cathodes stand out in particular which have the advantage that they have a lower operating temperature than other types require. This advantage translates into a lower heating output and as a consequence of it continues. from the fact that an evaporation of the tube parts adjacent to the cathode is hardly to be feared. Such nickel matrix cathodes usually require an operating temperature of 900 ° C in contrast to cathodes based on tungsten or molybdenum, for which an operating temperature of 1000 to 1200 ° C is required.

Die Nickel-Matrixkathoden, mit denen man Stromdichten bis zu 1 A/em= erreichen kann, haben aber einen anderen grundsätzlichen Nachteil. Dieser Nachteil besteht in den hohen Verdampfungsraten des Nickels, das den porösen Sinterkörper bildet. Dieses abdampfende Nickel setzt sich auf anderen Elektrodenteilen nieder und bringt damit Störungen und Ausfälle.The nickel matrix cathodes, with which current densities up to 1 A / em = can achieve, but have another fundamental disadvantage. This disadvantage consists in the high evaporation rates of the nickel that make up the porous sintered body forms. This evaporating nickel settles on other parts of the electrode and thus brings malfunctions and failures.

Die Verwendung von anderen Metallpulvern, die mit der Emissionsmasse, z. B. Barium-, Strontium-und Caleiumoxyden nicht reagieren, wie beispielsweise das Carbonylnickelpulver, kommt praktisch nicht in Frage, weil der Preis dieser Materialien viel zu hoch ist.The use of other metal powders related to the emission mass, z. B. barium, strontium and calcium oxides do not react, such as that Carbonyl nickel powder is practically out of the question because of the price of these materials is way too high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gepreßte Matrixkathode für elektrische Entladungsröhren anzugeben, bei der die geschilderten Nachteile der Nickelmatrixkathode nicht auftreten. Es wird von einer gepreßten Matrixkathode für elektrische Entladungsröhren mit einem Sinterkörper, der in seinen Poren den Emissionsstoff enthält, aus- gegangen. Gemäß der Erfindung besteht dieser Sin- ter'.:@@rher aus Teilchen eines keramischen Stoffes, die mit einer Metallschicht überzogen sind, die gegenüber Frdalkalimetallep und deren Oxyden chemisch in- a?ctiv ist. Die erfindungsgemäße Kathode unterscheidet sich von einer bekannten Kathode, bei der ebenfalls Kernpartikelchen vorgesehen sind, die mit Metall überzogen sind, dadurch, daß es sich bei der bekannten Anordnung um Kernpartikelchen handelt, die selbst aus Emissionsmaterial bestehen. Dieses Emissionsmaterial ist von einer Schicht umgeben, die als Diffusionsbarriere wirkt. Die Schicht soll also bei der bekannten Kathode eine zu schnelle Reaktion zwischen dem Emissionsstoff und dem Aktivierungsmaterial verhindern. Demgegenüber wird in der Erfindung von einer Oxydkathode mit' Nachlieferungseigenschaft ausgegangen, bei der sich das Emissionsmaterial in den Poren eines Sinterkörpers befindet.The invention is based on the object of specifying a pressed matrix cathode for electrical discharge tubes in which the disadvantages of the nickel matrix cathode described do not occur. It is made of a pressed matrix cathode for electric discharge tubes with a sintered body, which contains the emission substance in its pores, went. According to the invention, this sin- ter '.: @@ rher made of particles of a ceramic substance, the are covered with a metal layer, the opposite Frdalkali metals and their oxides chemically is active. The cathode according to the invention differs from a known cathode in which core particles are also provided which are coated with metal, in that the known arrangement involves core particles which themselves consist of emission material. This emission material is surrounded by a layer that acts as a diffusion barrier. In the known cathode, the layer is therefore intended to prevent too rapid a reaction between the emission substance and the activation material. In contrast, the invention is based on an oxide cathode with a subsequent delivery property, in which the emission material is located in the pores of a sintered body.

Dieses Emissionsmaterial wird bei der erfindungsgemäßen Kathode zweckmäßig durch Imprägnieren oder Einfällen in den Sinterkörper eingebracht. Man kann aber das Emissionsmaterial auch mit den Teilchen des Sinterkörpers zusammenpressen, so daß es in dem Sinterkörper enthalten ist.This emission material is useful in the cathode according to the invention introduced into the sintered body by impregnation or incidence. But you can also compress the emission material with the particles of the sintered body, so that it is contained in the sintered body.

Für die Kernpartikelchen kann man Aluminium-, Beryllium-, Magnesium- oder Zirkondioxyd oder aber auch Gemische dieser Keramiken verwenden. Als metallische Überzüge für diese Kernpartikelchen kommen in erster Linie Nickel, Platin, Rhenium, Iridium, Osmium oder Rodium in Frage. Das sind alles Metalle, die gegenüber dem Emissionsmaterial, nämlich den Erdalkalimetallen und deren Oxyden, chemisch inaktiv sind.For the core particles, aluminum, beryllium, magnesium or zirconium dioxide or mixtures of these ceramics. As metallic Coatings for these core particles are primarily nickel, platinum, rhenium, Iridium, osmium or rodium in question. These are all metals that are opposite to that Emission material, namely the alkaline earth metals and their oxides, are chemically inactive are.

Es hat sich gezeigt, daß solcheTeilchen eine wesentlich niedrigere Verdampfungsrate besitzen als etwa das Nickel in der Nickelmatrixkathode. Dies trifft auch dann zu, wenn man Nickel als Überzug für die Kernpartikelchen des keramischen Grundkörpers verwendet. Bei Anwendung eines solchen Verbundpulvers kann man nun aber Überzüge aus Materialien verwenden, die wegen der hohen Kosten als reines Matrixmaterial nicht in Frage kommen. Es haben sich insbesondere Überzüge aus Platin und Rhenium bewährt.It has been found that such particles have a much lower Evaporation rate than about the nickel in the nickel matrix cathode. This is true even if one uses nickel as a coating for the core particles of the ceramic Basic body used. When using such a composite powder But you can now use coatings made of materials because of the high cost are out of the question as a pure matrix material. In particular, there are coatings made of platinum and rhenium.

Die Erfindung sei im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing.

In F i g. 1 ist im Prinzip eine solche Matrixkathode im Schnitt dargestellt, die zum Stand der Technik gehört. Der Sinterkörper, der aus Nickelpulver gepreßt ist, ist mit 1 bezeichnet. Durch diesen Preßvorgang ist der Sinterkörper porös. Er enthält Poren Z, die mit dem Emissionsmaterial 4 angefüllt sind. Der Sinterkörper 1 selbst wird in einer Hülse 3 gehalten. Diese Hülse nimmt gleichzeitig den in der Zeichnung nicht dargestellten Brenner auf.In Fig. 1 shows in principle such a matrix cathode in section, which belongs to the prior art. The sintered body, which is pressed from nickel powder, is denoted by 1. This pressing process makes the sintered body porous. It contains pores Z which are filled with the emission material 4. The sintered body 1 itself is held in a sleeve 3. This sleeve also takes on the burner, not shown in the drawing.

Zur Beseitigung der oben erläuterten Nachteile dieser bekannten Nickelmatrixkathode besteht der Sinterkörper gemäß der schematischen Darstellung nach F i g. 2 aus einem Verbundpulver. Die Kernpartikelchen 5 dieses Verbundpulvers bestehen beispielsweise aus Aluminiumoxyd. Die einzelnen Partikelchen sind mit einem Überzug versehen, der beispielsweise aus Nickel oder aber auch aus Platin besteht. Der Einfachheit halber ist lediglich ein solches Partikelchen 6 mit einem entsprechenden Platinüberzug 7 dargestellt. In gleicher Weise wie der Sinterkörper nach F i g.1 ist der Sinterkörper nach F i g. 2 von Poren durchsetzt, die mit dem Emissionsmaterial, d. h. den Emissionsoxyden und Karbonaten, angefüllt sind.To eliminate the above-mentioned disadvantages of this known nickel matrix cathode if the sintered body is in accordance with the schematic representation according to FIG. 2 out of one Composite powder. The core particles 5 of this composite powder exist, for example made of aluminum oxide. The individual particles are provided with a coating that for example made of nickel or also of platinum. For the sake of simplicity is only one such particle 6 with a corresponding platinum coating 7 shown. The sintered body is in the same way as the sintered body according to FIG according to FIG. 2 interspersed with pores with the emission material, d. H. the emission oxides and carbonates, are filled.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Gepreßte Matrixkathode für elektrische Entladungsröhren mit einem Sinterkörper, der in seinen Poren den Emissionsstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterkörper aus Teilchen eines keramischen Stoffes besteht, die mit einer Metallschicht überzogen sind, die gegenüber Erdalkalimetallen und deren Oxyden chemisch inaktiv ist. Claims: 1. Pressed matrix cathode for electrical discharge tubes with a sintered body that contains the emission substance in its pores characterized in that the sintered body consists of particles of a ceramic material, which are coated with a metal layer that opposes alkaline earth metals and whose oxides are chemically inactive. 2. Matrixkathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Emissionsmaterial mit den Teilchen des Sinterkörpers zusammengepreßt ist. 2. Matrix cathode according to claim 1, characterized in that that the emission material is compressed with the particles of the sintered body. 3. Matrixkathode nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernpartikelchen des Sinterkörpers aus Aluminium=, Beryllium-, Magnesium- oder Zirkondioxyd oder einem Gemisch dieser Keramiken bestehen. 3. Matrix cathode according to claims 1 or 2, characterized in that the core particles of the sintered body made of aluminum =, beryllium, magnesium or zirconium dioxide or consist of a mixture of these ceramics. 4. Matrixkathode nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Überzüge der Kernpartikelchen aus Nickel, Platin, Rhenium, Iridium, Osmium oder Rodium bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1284 384.4. Matrix cathode according to claims I. to 3, characterized in that the metallic coatings of the core particles consist of nickel, platinum, rhenium, iridium, osmium or rodium. Considered Publications: French patent specification No. 1284 384.